Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






РАЗДЕЛ 2. РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ КОНВЕКТИВНОГО

ТЕПЛООБМЕНА.

Формулировка задания и исходные данные для расчета

Трубопровод горячей воды проложен горизонтально по опорам над поверхностью земли. Наружный воздух с температурой t2 и скоростью ветра w2 обдувает трубопровод под углом атаки y. Температура горячей воды в трубопроводе t1, скорость течения w1.

1. Определить удельную потерю тепла от неизолированного трубопровода и снижение температуры горячей воды на длине трубопровода l=1000 м.

2. Определить требуемую толщину основного слоя изоляции (d1=?) при нормативной удельной потере тепла q0 и снижение температуры воды на длине трубопровода 1000 м. Изоляция двухслойная, основной слой - минераловатные плиты, наружный защитный слой - асбоцементная штукатурка, толщиной d2.

Таблица 2 – Исходные данные

№№ п/п Размеры трубы, мм t1 °С w1 м/с №№ п/п t2 °С w2 м/с y q0 Вт/м
dкар dст
6,5 1,2 -18
1,1 -20
1,0 -22
0,9 -24
1,3 -26
1,4 -28
1,5 -30
1,6 -32
1,3 -25
1,0 -35

Общие исходные данные: l1=0,06+0,00019t, l2=0,3 Вт/(м∙К), d2=20мм, lст=42 Вт/(м∙К).

Последовательность выполнения задания

Исходные данные:

dн= t2=

dст = W2=

t1= l1=

W1= l2=

lст = d2=

y =

Часть

Удельный тепловой поток потерь теплоты на 1 погонный метр длины неизолированного трубопровода равен

где

 
 

,

- термические сопротивления при теплопередаче от воды к наружному воздуху через стенку трубы.

Снижение температуры горячей воды на длине трубопровода l, м, определяется выражением:

 

 
 


где - - расход воды в трубопроводе;

С1 - теплоемкость воды в трубопроводе при ее начальной температуре

t = t1 , Дж/кг ∙К

ρ1 – плотность воды при температуре t = t1, кг/м3

 

 

Рисунок 3 - Эскиз расположения трубопровода и тепловой изоляции

на трубе

 

Коэффициент теплоотдачи от воды к внутренней поверхности стенки трубы a1 определяют по критериальному уравнению для турбулентного режима течения жидкости внутри трубы (при Rе>104):



       
 
 
   

 


где -

критерии подобия Нуссельта, Рейнольдса и Прандтля, соответственно;

- l, n, a - физические параметры воды, определяемые при ее температуре

t = t1

 
 

Средний коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности трубы к воздуху при поперечном обтекании под углом атаки y определяют из критериального уравнения (при Re=1×103-2×105):

где Re, Pr, Nu - критерии подобия для воздуха, берутся по формулам указанным выше и определяются по скорости воздуха W2, температуре t2 и наружному диаметру трубы dн.

При обтекании трубы под углом атаки y учитывается поправочный коэффициент ey :

2 часть

Удельный тепловой поток потерь теплоты на 1 погонный метр длины изолированного трубопровода (многослойной цилиндрической

стенки) равен:

 

 

 
 


где

 

- термическое сопротивление 2-го наружного слоя изоляции,

 

 

- термическое сопротивление основного слоя изоляции,

 
 


- термическое сопротивление при теплоотдаче от

 

наружного слоя изоляции к воздуху.

Значения и принимаются такими же, как и в 1 части работы.

Первоначально необходимо выбрать предварительное значение наружного диаметра трубопровода d2 с основным слоем теплоизоляции с определяемой толщиной δ1 и наружным слоем с заданной толщиной δ2 из следующего диапазона:

1,5 dн ≤ d2 ≤ 2,5 dн



 

После этого необходимо произвести расчет значений Rλ1 и Rλ2, приняв

d1 = d2 - 2δ2 .

Расчет значения коэффициента теплопроводности основного слоя

изоляции произвести при среднем значении температуры

Коэффициент теплоотдачи α2 рассчитывается аналогично, как и при отсутствии теплоизоляции, в качестве основного размера принимается наружный диаметр изолированного трубопровода d2.

После расчета значения плотности теплового потока потерь q2п производится проверка соответствия полученного значения следующему

диапазону:

0,8q0 ≤ q2п ≤ q0 .

В случае выхода рассчитанного значения за пределы данного диапазона необходимо изменить предварительное значение d2 (не ограничиваясь предложенным диапазоном значений), после чего повторить заново расчет всех значений. Данный расчет необходимо проводить до получения искомого результата, т.е соответствия значений q2п указанному диапазону.

Для облегчения всех расчетов рекомендуется воспользоваться

программой Microsoft Excell.

Окончательное значение толщины слоя основной теплоизоляции

определить из выражения: δ1 =0,5(d2 – dн)


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2019 год. (0.008 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал